[发明专利]一种炼钢脱氧剂及其制备方法、应用和使用方法

说明书

本发明公开了一种炼钢脱氧剂，包括以下重量百分比的原料：硅35％‑45％，锶4％‑6％，余量为铁；制备方法为：(1)按重量百分比称取石英石、天青石和铁屑；(2)依次将铁屑、石英石和天青石进行投料，升温至完全融化后降温，出炉，破碎，即得；使用方法：(1)将钢液熔炼到1500‑1700℃，恒温静置3‑5min；(2)加入除渣剂除去浮渣，再加入炼钢脱氧剂静置3‑5min；(3)再次加入除渣剂除去浮渣，即可。本发明炼钢脱氧剂脱氧彻底，简单一次沉淀脱氧即可使碳化物形成等轴晶，夹杂物球形化，细化钢的晶粒，大大提高了材料的热疲劳性能，且烟尘小，绿色环保。

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，更具体的说是涉及一种炼钢脱氧剂及其制备方法、应用和使用方法。

背景技术

根据近年来汽车工业的发展以及节能环保要求的提高，汽车发动机也要求更新换代，不但发动机功率要高，而且尾气排量也要符合国五要求，从而导致发动机的排气管涡轮壳体由最初的灰铸铁过度到目前的耐热钢。耐热钢冶炼的关键环节是脱氧变质技术，冶炼过程中要有效脱氧，精炼过程中要使碳化物由柱状晶向等轴晶转变，其中，如何使夹杂物形成球形夹杂形貌是目前所要解决的主要问题。

传统耐热钢冶炼过程使用的是稀土钡钙镁铝等合金脱氧，缺点如下：①由于钙的蒸发点低，现场加入后，钙大量蒸发形成烟雾，不仅污染环境，还会使现场能见度降低，易发生生产安全事故；②金属铝和镁价格昂贵，炼钢成本大，同时铝在钢中易形成氧化铝夹杂，影响钢的性能，而镁属于强过冷元素，加入后钢水易过冷形成柱状晶，使铸件应力集中，服役后疲劳性能下降；③采用这种脱氧方式并不能有效解决脱氧彻底以及使夹杂物球形化的问题。

目前，广泛使用硅铝钡铁脱氧剂，其中含硅22％-30％、铝30％-40％、钡3-12％，余量为铁，使用这种脱氧剂制得的合金虽然克服了硅钙、纯铝和镁脱氧的缺点，并具有降低非金属夹杂物总量、改善夹杂物形态尺寸和分布的性能及节铝效果，但是对钢晶粒的细化效果较差，并且由于钢液中残留铝量大，铸件易形成气孔缺陷。

因此，如何提供一种简单实用的炼钢脱氧剂是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种炼钢脱氧剂及其制备方法、应用和使用方法，以解决现有技术中的不足。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种炼钢脱氧剂，包括以下重量百分比的原料：硅35％-45％，锶4％-6％，余量为铁。

本发明的有益效果在于，锶是碱性金属，化学活性很强，与氧有很大的亲和力，加入钢中，其绝大部分与氧反应进入渣中，故用其作脱氧剂完全可行；同时，锶还可作为变质剂起到细化钢晶粒的作用，因为锶是表面活性元素，能从金属熔体中被选择吸附到晶粒---溶体表面，降低了晶粒的成长速度，增加了晶粒数量，从而进一步细化了晶粒，另外，锶和氧以及钢水中的硫在钢液凝固过程中不断富集，到一定饱和度时发生反应，又产生了非金属夹杂物，进一步增加了晶核数目，促使晶粒结晶组织更为弥散，使钢的结晶组织弥散度和均匀度得到提高，从而使钢的机械性能相应提高；硅在耐热钢冶炼过程中也是一种脱氧剂和还原剂，加入后可减少钢液的氧化，硅与锶结合后的脱氧效果最大，另外单独的锶在空气中很快氧化，所以从加入方式上来说硅和锶结合也是最佳选择；单纯的锶硅合金密度较小，和铁混合后增加了锶硅合金的密度，更易向钢液中加入。

一种炼钢脱氧剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)按上述炼钢脱氧剂的原料重量百分比称取石英石、天青石和铁屑；

(2)依次将铁屑、石英石和天青石进行投料，升温至完全融化后降温，出炉，破碎，即得炼钢脱氧剂。

进一步，上述步骤(2)中，升温至1550-1650℃；破碎至炼钢脱氧剂的粒径为30-50mm。

本发明还请求保护一种炼钢脱氧剂在冶炼耐热钢中的应用。